Wissenschaftler entdecken Medikamente, die den Nachkommen von Mäusen mit Huntington-Mäusen zugute kommen

Hungersnöte, Drogenmissbrauch, Stress und andere äußere Reize können bestimmte Gene "zum Schweigen bringen" und in den kommenden Generationen Gesundheitsprobleme verursachen. Wissenschaftler des The Scripps Research Institute haben jedoch herausgefunden, dass Therapien die Genexpression bei Eltern potenziell zugunsten von Nachkommen verändern können.
Männliche Nachkommen der medikamentenbehandelten Mäuse in der Studie zeigten eine Verzögerung des Erkrankungsbeginns und eine Verringerung der motorischen und kognitiven Symptome.

Jeder Stimulus, der außerhalb des Körpers entdeckt werden kann, hat das Potenzial, epigenetische Modifikationen zu verursachen.

Wenn Sie eine DNA-Sequenz als Text einer Anleitung betrachten, die beschreibt, wie man einen menschlichen Körper erstellt, ist die Epigenetik so, als ob jemand eine Packung Textmarker genommen und verschiedene Farben verwendet hätte, um bestimmte Teile des Textes auf verschiedene Arten zu markieren.

Zum Beispiel könnte jemand einen gelben Textmarker verwenden, um wichtige Textteile zu markieren, und einen orangefarbenen Textmarker, um weniger wichtige Teile zu markieren.

Beweise haben gezeigt, dass Veränderungen der Genexpression durch Umweltfaktoren wie Stress, Rauchen, Gewohnheiten, Lebensstil und sogar Finanzen ausgelöst werden können.

Während die genetische Sequenz unverändert bleibt, können epigenetische Veränderungen an die nächste Generation weitergegeben werden und wurden mit Erkrankungen wie Adipositas und Autismus in Verbindung gebracht. Epigenetische Veränderungen werden oft durch DNA-Methylierung verursacht, ein Prozess, bei dem eine Methylgruppe an die DNA angehängt wird, wodurch die Genexpression unterdrückt wird.

Die Forschung legt nahe, dass ein kleiner Prozentsatz unserer epigenetischen Tags anhaftet. Und möglicherweise sind unsere schlimmsten Angewohnheiten - Rauchen oder Überessen - diejenigen, die an die Nachkommen weitergegeben werden können und sogar noch weiter in die erbliche Linie hinein.

Um zu testen, ob Therapien die Genexpression bei Eltern verändern können, um ihren Nachkommen zu helfen, testeten Wissenschaftler Huntington-kranke Mäuse.

Es wird von der Huntington's Disease Society of America geschätzt, dass über eine Viertelmillion Amerikaner entweder an der Huntington-Krankheit leiden oder das Risiko haben, die degenerative Krankheit von einem Elternteil zu erben.

Gedächtnis und motorische Fähigkeiten der Nachkommen verbessert durch Wirkstoffverbindung

Die Autoren der Studie sagen, dies ist das erste Mal, dass Wissenschaftler gezeigt haben, dass Arzneimittelverbindungen, die Eltern nutzen, auch Veränderungen in der genetischen Expression verursachen können, die den Nachkommen zugute kommen - in diesem Fall verbesserte Gedächtnis- und motorische Fähigkeiten.

Elizabeth Thomas, Dozentin am Scripps Research Institute (TSRI), die die Studie leitete, kommentiert:

"Ein interessanter Aspekt unserer Studie ist, dass die elterliche Arzneimittelbehandlung den Nachwuchs besser und nicht schlechter gemacht hat, wie andere Verbindungen, von denen bekannt ist, dass sie generationenübergreifend wirken."

Thomas hat die Huntington-Krankheit 15 Jahre lang studiert, nachdem er erfahren hatte, dass die Mutter eines engen Freundes an der Krankheit litt.

"Wenn Ihre Mutter oder Ihr Vater die Mutation trägt, haben Sie eine 50-50 Chance, die Krankheit zu erben", sagt Thomas. "Obwohl es einen Test gibt, um zu sehen, ob eine Person Huntington entwickelt, werden viele Menschen nicht getestet, weil es keine guten Behandlungen gibt, um Symptome zu verhindern oder zu reduzieren."

Thomas und Kollegen haben Verbindungen getestet, die Histon-Deacetylase (HDAC) -Hemmer genannt werden, um zu sehen, ob sie "epigenetische" Veränderungen induzieren können, um die Schwere von Krankheiten wie Huntington zu verringern.

In früheren Studien stellten die gleichen Forscher fest, dass die Verbindung HDACi 4b die Symptome linderte und den Ausbruch der Krankheit bei Mäusen verzögerte. Die Forscher waren neugierig, ob diese Vorteile durch Epigenetik an die Nachkommen weitergegeben werden könnten.

Die Forscher testeten die Auswirkungen von HDACi 4b auf die Genexpression in Gehirn- und Muskelproben von Mäusen und fanden heraus:

• HDACi 4b veränderte die Expression von Genen, die mit DNA-Methylierung in Zusammenhang stehen
• HDACi 4b-Behandlung von humanen Patienten-Fibroblastenzellen veränderte die DNA-Methylierung von mehr Genen auf dem männlich getragenen Y-Chromosom als andere Chromosomen.

Die Verbindung wurde einer Gruppe männlicher Mäuse mit einem menschlichen Huntington-Krankheit-Gen verabreicht und mit einer ähnlichen Gruppe von Mäusen verglichen, die die Verbindung nicht erhalten hatten. Nach einem Monat Behandlung wurden die Mäuse gezüchtet, und ihre Nachkommen wurden auf Symptome der Krankheit getestet:

• Weiblicher Nachwuchs zeigte keine Unterschiede
• Männliche Nachkommen von den arzneimittelbehandelten Mäusen zeigten eine Verzögerung beim Auftreten der Krankheit und eine Verringerung der motorischen und kognitiven Symptome, die eine verbesserte Leistung bei Tests des Gleichgewichts, der Geschwindigkeit und des Gedächtnisses beinhalteten.

Die Studie kommt zu dem Schluss, dass Nachkommen von Mäusen, die mit dem Medikament behandelt wurden, einen verzögerten Beginn haben und die Symptome der Huntington-Krankheit reduzieren.

Zukünftige Untersuchungen werden untersuchen, ob die Wirkungen von HDAC-Inhibitoren über die weibliche Keimbahn weitergegeben werden können und ob die positiven Effekte in Generationen von Enkeln oder Urenkeln fortbestehen können.

Ein weiterer Schwerpunkt ihrer laufenden Forschung ist die Wirkung anderer Arten von HDAC-Inhibitoren, die bereits zur Behandlung bestimmter Krebsarten und bipolarer Störungen zugelassen sind. "Viele Patienten mit diesen Krankheiten haben Kinder, also ist eine große Frage, wie diese Behandlungen ihre Nachkommen beeinflussen können", erklärt Thomas.

Die Ergebnisse dieser Studie werden in dieser frühen Ausgabe der Zeitschrift vor der Veröffentlichung veröffentlicht Proceedings der Nationalen Akademie der Wissenschaften.

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